第一章地球概論

第一章地球概論

第一節(jié)宇宙中的地球第二節(jié)地球坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第三節(jié)地球的運(yùn)動

第四節(jié)歷法

宇宙的形成

宇宙是由大約150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的,宇宙在大爆炸前處于極高溫和超高密狀態(tài),大爆炸使物質(zhì)四散出擊，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應(yīng)下降，后來相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。時(shí)間：10-44s體積：10100倍溫度：1032K宇宙大爆炸理論第一章銀河系有2000多億顆星體！第一章第一章宇宙中的地球宇宙中的地球第一章流星第一章彗星1、星光閃爍的恒星

天體類型8、形式各異、大小不一的人造天體7、星際物質(zhì)——?dú)怏w和塵埃6、拖著長尾的彗星5、一閃即逝的流星4、輪廓模糊的星云3、圓缺多變的月亮2、在星空中移動的行星第一章天體及天體系統(tǒng)總星系銀河系河外星系（星系）2000多億顆恒星太陽系其他行星系統(tǒng)地月系

天體系統(tǒng)的層次小結(jié)地球月球最低最高第一章人類對宇宙的認(rèn)識過程

1、古代的天圓地方說2、公元2世紀(jì)，古希臘天文學(xué)家托勒玫提出地心說3、16世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼提出日心說4、18世紀(jì)，天文學(xué)家引進(jìn)星系一詞5、20世紀(jì)60年代以來，大型天文望遠(yuǎn)鏡的使用以及空間探測技術(shù)的發(fā)展，使天文觀測的尺度逐漸擴(kuò)展到150—200億光年的時(shí)空區(qū)域——總星系第一章地球是一顆普通的行星第一章宇宙中的地球

地球沿著橢圓形軌道繞太陽運(yùn)行，太陽處在橢圓的焦點(diǎn)之一。每年1月初地球和太陽最接近，距離約為14710×104公里，稱為近日點(diǎn)。7月初離太陽最遠(yuǎn)，距離約為15210×104公里，稱遠(yuǎn)日點(diǎn)。第一章一、地球的形狀和大小二、地表環(huán)境受到的影響地球的形狀和大小地球是一個(gè)赤道突出、兩極扁平的橢球。用平均海平面來表示的、處處與鉛垂線保持垂直的連續(xù)曲面，這個(gè)曲面叫做大地水準(zhǔn)面。用繞短軸旋轉(zhuǎn)的橢圓構(gòu)成的橢球來代替地球，稱為地球橢球體。地球兩極扁平的程度稱為地球的扁率a，可以用下式計(jì)算：（式中a為地球赤道半徑，b為地球兩極半徑）第一章相關(guān)圖解第一章地球和標(biāo)準(zhǔn)橢球體相比較，南極凹進(jìn)24m，北極高出14m地球赤道半徑a為6,378,140米，極半徑c為6,356,780米，平均半徑為6,371,030m。地球的赤道周長為39,840,000m，總面積5.028×108km2，總體積1.082×l08km3，總質(zhì)量5.98×1024kg相關(guān)圖解第一章第一章地表環(huán)境受到的影響

（一）地外系統(tǒng)對地表環(huán)境的影響（二）地內(nèi)系統(tǒng)對地表系統(tǒng)的影響1、能量的來源2、引力的影響3、隕石撞擊的環(huán)境效應(yīng)4、其他宇宙因素的影響

1、能量的來源2、物質(zhì)的交換3、地內(nèi)活動的其它環(huán)境效應(yīng)第一章地球坐標(biāo)與天球坐標(biāo)

一、地球坐標(biāo)二、天球坐標(biāo)第一章地球坐標(biāo)（一）經(jīng)緯線與地球上的方向（二）地理坐標(biāo)的經(jīng)緯度（三）地球上的距離第一章經(jīng)線是地球上的南北方向線——沿經(jīng)線指向北極(N)為正北方向，指向南極(S)為正南方向。緯線是地球上的東西方向線——沿緯線順地球自轉(zhuǎn)方向?yàn)檎龞|方向，逆地球自轉(zhuǎn)方向則為正西方向，東西方向是無限方向。緯度是指通過某地的鉛垂線與赤道平面的夾角。經(jīng)度是指某地的經(jīng)線平面與本初子午面的夾角。1、常用的距離單位海里(nmile)——人們將地球上1分大圓弧的長度定義為1nmile,即地球上每度大圓弧為60nmile。公里(km)——法國人把地球上大圓周長的四萬分之一定義為1km，中國人使用的華里則為公里長度的二分之一。每度大圓弧之長=40000km/360o=111.11km／1o。2、地球上兩點(diǎn)距離公式：如果已知A地的地理坐標(biāo)為(φA,λA)，B地的坐標(biāo)為(φB,λB)，則兩地距離(AB大圓弧的度數(shù))：cosAB=sinφAsinφb+cosφAcosφBcos(λB-λA)相關(guān)圖解第一章天球坐標(biāo)(一)天球(二)天球的基本點(diǎn)和圈(三)天球坐標(biāo)系圖第一章1、地平坐標(biāo)系2、黃道坐標(biāo)系

1、天頂和地平圈2、天極和天赤道3、天子午圈和四方點(diǎn)4、黃道和春分點(diǎn)

天球是以觀測者為中心，任意遠(yuǎn)為半徑的假想球面。相關(guān)圖解第一章地球的運(yùn)動一、地球的自轉(zhuǎn)二、地球的公轉(zhuǎn)三、歲差、章動和極移第一章地球的自轉(zhuǎn)1、地球自轉(zhuǎn)的證明2、地球自轉(zhuǎn)的方向3、地球自轉(zhuǎn)的周期4、地球自轉(zhuǎn)的意義5、地球自轉(zhuǎn)的速度第一章地球自轉(zhuǎn)的證明傅科擺試驗(yàn):

結(jié)構(gòu)和普通擺一樣，擺動和普通擺的擺動也一樣。我們知道，作為一種物質(zhì)形式，擺是無法擺脫地球自轉(zhuǎn)的。但是，作為一種運(yùn)動狀態(tài)，擺動和擺動平面是可以超然于地球自轉(zhuǎn)的。利用擺動的這種特點(diǎn)，人們可以直接察覺地球自轉(zhuǎn)的后果。第一章

第一章

1851年，傅科進(jìn)行了著名的傅科擺實(shí)驗(yàn)。他根據(jù)地球自轉(zhuǎn)的理論，提出除地球赤道以外的其他地方，單擺的振動面會發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，并付諸實(shí)驗(yàn)。他選用直徑為30厘米、重28千克的擺錘，擺長為67米，將它懸掛在巴黎萬神殿圓屋頂?shù)闹醒?，使它可以在任何方向自由擺動。下面放有直徑6米的沙盤和啟動栓。如果地球沒有自轉(zhuǎn)，則擺的振動面將保持不變；如果地球在不停地自轉(zhuǎn)，則擺的振動面在地球上的人看來將發(fā)生轉(zhuǎn)動。當(dāng)人們親眼看到擺每振動一次（周期為16.5秒），擺尖在沙盤邊沿畫出的路線移動約3毫米，每小時(shí)偏轉(zhuǎn)11°20‘（即31小時(shí)47分回到原處）時(shí)。地球自轉(zhuǎn)方向地球自轉(zhuǎn)方向：第一章從北極上空看第一章從南極上空看第一章地球自轉(zhuǎn)周期地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間即自轉(zhuǎn)周期，叫做一日。由于觀測周期采用的參考點(diǎn)不同，一日的定義也略有差別。恒星日：23h56m4s太陽日：24小時(shí)如果取春分點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，則春分點(diǎn)連續(xù)兩次通過同—子午面的時(shí)間，叫做一恒星日。如果取太陽為標(biāo)準(zhǔn)，則地球上同一地點(diǎn)連續(xù)兩次通過地心與日心的連線所需的時(shí)間，叫做一個(gè)太陽日。第一章相關(guān)圖解PSUN恒星PPE1E3E2恒星日與太陽日第一章?lián)茰y，在地球形成的初期，地球自轉(zhuǎn)的周期僅有4

小時(shí)?，F(xiàn)在已經(jīng)計(jì)算出在各時(shí)期地球自轉(zhuǎn)的周期。第一章地球自轉(zhuǎn)速度地球自轉(zhuǎn)速度包括線速度和角速度兩種:1.線速度由赤道向兩極遞減2.角速度

除極點(diǎn)外均為15度/小時(shí)3.在極點(diǎn)上，線速度和角速度均為0第一章相關(guān)圖解

地球自轉(zhuǎn)線速度和角速度第一章地球自轉(zhuǎn)的意義地球自轉(zhuǎn)的重要地理意義表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、地球自轉(zhuǎn)決定了晝夜的交替，并使地表各種過程具有一晝夜的節(jié)奏2、由于地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果，所有北半球作水平運(yùn)動的物體都發(fā)生向右偏轉(zhuǎn)，在南半球則向左偏3、地球自轉(zhuǎn)造成同一時(shí)刻，不同經(jīng)線上具有不同的地方時(shí)間4、由于月球和太陽的引力，地球體發(fā)生彈性變形，在洋面上則表現(xiàn)為潮汐5、地球的整體自轉(zhuǎn)運(yùn)動，同它的局部運(yùn)動，例如地殼運(yùn)動、海水運(yùn)動、大氣運(yùn)動等，都有密切關(guān)系

第一章圖圖圖圖第一章第一章第一章地球的公轉(zhuǎn)地球按照一定的軌道繞太陽運(yùn)動，稱為公轉(zhuǎn)。地球公轉(zhuǎn)方向是自西向東。地球公轉(zhuǎn)的周期為一年。地球公轉(zhuǎn)速度在近日點(diǎn)最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)最小。太陽光線直射的范圍在23°27′N和23°27′S之間作周期性變動，從而形成了春夏秋冬四季的更替。地球公轉(zhuǎn)軌道是一個(gè)橢圓，太陽位于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)之一。橢圓的最長直徑叫長軸，最短直徑叫短軸。長短軸之差稱為焦點(diǎn)距。1/2焦點(diǎn)距與半長軸之比，稱為橢圓偏心率。偏心率愈接近于零，橢圓即愈接近圓形。地球軌道偏心率約為0.017（或1/60）。第一章春分(3月20或21日)和秋分（9月22或23日），太陽位于春分和秋分點(diǎn)。南北半球各緯度上的白晝和夜晚長度都是12小時(shí)。冬至(12月22或23日)和夏至(6月21或22日)時(shí)北半球夜晚比白晝長，南半球相反；愈向兩極，晝夜長度懸殊愈大，在赤道兩側(cè)的相應(yīng)緯度上，晝夜相對長度恰好相反，北極圈內(nèi)夜長24小時(shí)，南極圈內(nèi)晝長24小時(shí)。第一章圖圖第一章第一章地球公轉(zhuǎn)速度的變化：地球公轉(zhuǎn)的周期：地球公轉(zhuǎn)的周期為一年?！澳辍钡臅r(shí)間也因參考點(diǎn)不同而有差別。

恒星年：地球連續(xù)兩次通過太陽和另一恒星的連線與地球軌道的交點(diǎn)所需的時(shí)間為365日6時(shí)9分9.5秒，稱為一個(gè)恒星年?；貧w年：連續(xù)兩次通過春分點(diǎn)的平均時(shí)間為365日5時(shí)48分46秒，稱為一個(gè)回歸年。第一章黃道全圈分為360o，以春分點(diǎn)為起點(diǎn)計(jì)算，二分點(diǎn)與二至點(diǎn)與相鄰點(diǎn)的角距都是90o。西方國家以春分到夏至為春季，夏至到秋分為夏季，秋分到冬至為秋季，冬至到春分為冬季。我國還將黃道全圈按15o劃分，得到24個(gè)間距，稱為二十四節(jié)氣。圖第一章第一章二十四節(jié)氣歌

春雨驚春清谷天，

夏滿芒夏暑相連，

秋處露秋寒霜降，

冬雪雪冬小大寒。歲差、章動和極移歲差：當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)軸旋進(jìn)時(shí)，春分點(diǎn)西移，故地球自傳不到—周即可兩次經(jīng)過春分點(diǎn)，這就是歲差。章動：由于地球自轉(zhuǎn)軸在它本身和地球轉(zhuǎn)動慣量軸之間發(fā)生移動使地球圍繞其自轉(zhuǎn)軸的擺動。轉(zhuǎn)動慣量軸是這樣的一種軸，即圍繞它地球有相等的質(zhì)量分布。由于緯度等于地球自轉(zhuǎn)軸和觀察點(diǎn)處鉛垂線間的余角，因自轉(zhuǎn)軸擺動，這個(gè)角度就會發(fā)生變化，其變化造成緯度的循環(huán)變化。極移：由于地球質(zhì)量分布不均勻，真正的極點(diǎn)位置常常發(fā)生變化，因此自轉(zhuǎn)軸又將圍繞新極點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象就是極移。第一章相關(guān)圖解第一章歷法1、陰歷2、陽歷3、陰陽歷（農(nóng)歷）第一章歷法—陰歷歷法是指根據(jù)日、月的運(yùn)行規(guī)律安排年歷的法則?，F(xiàn)今仍然使用的歷法種類主要有陰歷、陽歷、陰陽歷。1、陰歷根據(jù)月相變化周期制定的歷法，簡稱陰歷或回歷。

這種歷法，歷月的日序與月相對應(yīng)，但歷年月序卻與季節(jié)毫不相干。在游牧民族的穆斯林國家或地區(qū)陰歷仍然使用。

第一章月相和朔望月月球本身不發(fā)光，只能反射太陽光。在太陽照射下，月球總是被分為光明和黑暗兩個(gè)半球。它們是月球上的晝半球和夜半球。但從地球上看來，這明暗兩部分的對比，時(shí)刻發(fā)生變化：有時(shí)看到它的光明半球，有時(shí)看到它的黑暗半球；在一個(gè)時(shí)候，月輪的光明部分不斷擴(kuò)大，黑暗部分持續(xù)縮??；在另一個(gè)時(shí)候則反之，如此往復(fù)循環(huán)，這便是月相變化。第一章第一章新月和滿月，上弦月和下弦月，周期性地輪番出現(xiàn)。上半月（舊歷）由缺變圓，下半月由圓變?nèi)?。從這一次新月（或滿月）到下一次新月（或滿月）所經(jīng)歷的一段時(shí)間，即月相變化的周期，稱為朔望月，其長度為29.5306日，或29日12時(shí)44分3秒。（1）歷月：安排歷月的天文數(shù)據(jù)是朔望月29.5306日，因其介于29與30之間，故小月取29日，大月取30日；陰歷編制的協(xié)調(diào)周期——為360個(gè)朔望月（即30個(gè)太陰年），在協(xié)調(diào)周期內(nèi)應(yīng)安排的大月總數(shù)為191個(gè)，歷月的平均值為（191×30+169×29）/360=29.53055日，與朔望月周期十分接近.第一章歷法—陰歷（2）歷年：陰歷年安排月數(shù)的天文依據(jù):是回歸年與朔望月的比值12.3，取整后一個(gè)太陰年定為12個(gè)朔望月。太陰年的精確日數(shù)=12×29.5306=354.367日。平年為354日，閏年為355日。在協(xié)調(diào)周期（30個(gè)太陰年）中閏年數(shù)為11個(gè)（30×0.367），平年數(shù)為19個(gè)（30-11）。陰歷年的置潤：在30個(gè)太陰年的序號中：2，5，7，10，13，16，18，21，24，26，28為閏年，而閏年的閏日安排在12月份的最后一天（變?yōu)榇笤?0日）。這樣平年為6個(gè)小月6個(gè)大月；閏年為5個(gè)小月7個(gè)大月。第一章歷法—陽歷2、陽歷依據(jù)太陽活動周期編制的歷法，簡稱陽歷或公歷。

（1）歷月

回歸年與朔望月的比值12.3，取整后一個(gè)陽歷年定為12個(gè)月。歷月的平均日數(shù)=365.2422/12=30.4368日；大月定為31日，小月定為30日。大小月安排：理論上:閏年為6個(gè)大月，6個(gè)小月（31×6+30×6=366日）；平年為5個(gè)大月，7個(gè)小月（31×5+30×7=365日）事實(shí)上:7個(gè)大月（月號為1，3，5，7，8，10，12均為大月），5個(gè)小月（月號為2，4，6，9，11均為小月），其中2月平年只有28日，閏年為29日。第一章歷法—陽歷(2)歷年:置閏規(guī)律：陽歷年的天文依據(jù)是回歸年365.2422日，平年365日，閏年為366日。陽歷的協(xié)調(diào)周期為400個(gè)回歸年，其中應(yīng)安排的閏年總數(shù)為97個(gè)（200×0.2422），平年數(shù)為303個(gè)（400-97）。歷年的歲首定在冬至后的第十天。①公元年號能被4整除的是閏年；②整百之年不能被400整除的不是閏年；③閏年之閏日安排在2月的最后一天。第一章陽歷推算歌陽歷稱方便，人人會推算。一年十二月，三百六十五天。大月三十一，小月三十天。七前單月大，八后單月小。二月二十八，閏年加一天。何時(shí)始逢閏？四除公元年。第一章歷法--陰陽歷